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森林小气候驱动林下层植物群落对气候变暖的响应
送交者: 董小骚很OK[♂★★骚年一呼百应★★♂] 于 2020-05-24 22:49 已读 138 次  

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回答: 226位科学家联合解析热带森林的长期热敏感性 由 董小骚很OK 于 2020-05-24 22:39

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文章简介:
本文是最新一期Science的封面文章(2020年5月15日,V368,I6492)。
气候变暖会导致生物群落发生变化,其中表现之一是,倾向于选择暖温型物种,即喜爱或者更适应在较高温度条件下生存的物种会受益,也称为thermophilization。真实情况下,物种的响应,往往是滞后于气候变暖的,相关机制目前尚不清楚。鉴于平时谈论的气候变暖往往是指大气候,而生物生存更多情况会受到局地小气候的影响,因此,解析小气候对此的贡献,是值得关注的内容。森林生态系统以其三维立体结构,提供了研究小气候效应的优良体系。 6park.com

本文以欧洲56个区域的2955个永久性森林样地为对象,对此进行了探讨。这些样地的研究时间跨度为12年~66年。研究结果表明,thermophilization和森林植物群落的气候响应延迟,主要是受到小气候的影响。而这种小气候主要是与林冠盖度相关的。当林冠盖度增大时,森林内部(主要是林下层)的升温速率下降;而当林冠盖度减小时,林下层升温速率上升,从而恶化了群落响应与气候变化间的不平衡关系。也就是说,林冠层作为缓冲区域,很大程度上影响了大气候和小气候之间的差异程度。 6park.com

总的来说,本文强调了,森林群落对气候变化的响应,与小气候的关系更大,而不是大气候。 6park.com


图1. 林冠盖度改变后,森林小气候在时间尺度的变化幅度大于大气候。(A)本研究取用了欧洲温带森林的56个区域的2955个样地,图示为这些样地的分布图。(B)本文估算林下层小气候变化的方法:如图所示,baseline survey时,大气候与小气候的差异为2度,即林冠盖度带来的温度缓冲效应为2度。而resurvey时,林冠盖度缩小,伴随着大气候的升温,大气候与小气候的差异为1度,结果虽然大气候只升温2度,小气候却升温3度。林冠层的温度缓冲效应下降。(C)大气候与小气候的变化速率散点图,图中黑线为1:1线。小气候的变化速率比大气候的变化速率幅度高出45%,大气候仅能解释小气候变异反差的52%。(也就是说,大气候和小气候很大程度上是解离的关系-decoupling)。 6park.com


图2. 林下层植被群落的thermophilization与小气候相关性很强,而与大气候相关性很弱。 6park.com


图3. 林冠盖度的温度缓冲可以解释林下植物群落的气候债务(climatic debt;即,群落变化对气候变化的track程度,是lag还是exceed)。(A)林冠盖度缩减后,基于小气候温度变化计算的气候债务随着最大温度(Tmax)缓冲作用的下降而增大。(B)基于大气候计算的气候债务则与Tmax关系微弱。
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